【并发编程十一:CopyOnWriteMap 和 CopyOnWriteArraySet】

2023-10-29 18:12

本文主要是介绍【并发编程十一:CopyOnWriteMap 和 CopyOnWriteArraySet】,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

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【并发编程十:CompletableFuture的应用】

一、介绍

CopyOnWriteMap 是 org.apache.kafka.common.utils中个类,
CopyOnWriteArraySet与CopyOnWriteArrayList是 Java 并发包(java.util.concurrent)中的类它们都是线程安全的集合类。

二、CopyOnWriteMap的介绍:

CopyOnWriteMap 并不是标准Java库中的一部分,但它基于 Java 的 ConcurrentHashMap 实现的一个特殊版本。 CopyOnWriteMap 是一种线程安全的数据结构,它通过在写操作时创建数据的副本(复制)来实现线程安全性。这意味着在写操作期间,不会影响已经在读操作中的线程,因为它们仍然引用旧版本的数据。只有在写操作完成后,新版本的数据才会对所有线程可见。

线程安全性:

CopyOnWriteMap 提供了线程安全的读写操作。多个线程可以同时读取数据,而写操作会以一种非阻塞的方式进行,不会导致读操作的性能下降。

写时复制:

每当执行写操作(添加、删除、更新)时,CopyOnWriteMap 会创建一个数据的副本,然后对副本执行写操作。这确保了在写操作期间,其他线程可以继续访问旧版本的数据。

适用场景:

CopyOnWriteMap 在读操作远远超过写操作的情况下表现良好。这是因为写操作需要复制整个数据集,因此如果写操作频繁,性能可能会受到影响。但是,如果读操作非常频繁而写操作很少发生,那么它可以提供很好的性能。

不支持并发迭代器:

由于数据在写操作时会复制,所以 CopyOnWriteMap 不支持并发迭代器。如果需要在迭代期间执行写操作,可能需要使用其他线程安全的数据结构,如 ConcurrentHashMap。

不适用于实时数据:

由于写操作会导致数据的复制,因此 CopyOnWriteMap 不适用于需要实时更新的数据。它更适合于静态或很少更新的数据。

三、CopyOnWriteArraySetCopyOnWriteArrayList的介绍:

CopyOnWriteArraySet 和 CopyOnWriteArrayList 都是基于“写时复制”(Copy-On-Write)原理实现的线程安全集合,它们分别适用于不同的数据结构。

1、CopyOnWriteArraySet

实现了 Set 接口,底层数据结构基于 CopyOnWriteArrayList。
具备线程安全性,适用于多线程环境。
由于基于 CopyOnWriteArrayList,它采用写时复制策略,使得在修改(添加或移除元素)时,会复制一个新的底层数组,以确保写操作不影响正在进行的读操作。

  • 使用场景:

适用于读操作频繁,而写操作相对较少的场景。
由于底层基于列表,不允许有重复元素存在。

2、CopyOnWriteArrayList

  • 特点:

实现了 List 接口,是一个线程安全的列表。
内部实现也采用了写时复制机制。
适用于读远多于写的场景,类似于 CopyOnWriteArraySet,写操作会对整个列表进行复制,因此不适合高写入密集型的应用。

  • 使用场景:
    适用于读操作频繁,写操作相对较少的情况。
    不适合实时更新的数据,但对于静态或很少更改的数据非常有效。
    共同特点:
  • 线程安全性:

两者均提供了线程安全的集合,可在多线程环境下使用而无需额外的同步措施。

3、写时复制机制:

写操作会导致整个数据结构的复制,以确保写操作不会干扰正在进行的读操作。

4、不支持并发迭代器:

由于写操作会复制整个数据结构,它们不支持在迭代过程中的修改操作。
区别:

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